磁共振動態(tài)增強(qiáng)掃描在宮頸癌診治中的應(yīng)用進(jìn)展

蔣樂真，嚴(yán)志漢

宮頸癌（UCC）的發(fā)病率及病死率居婦科生殖系統(tǒng)惡性腫瘤首位，嚴(yán)重威脅女性生命。目前，隨著發(fā)病年齡逐漸年輕化，女性患者對患病后的生活質(zhì)量要求也越來越高，使得UCC的早期診斷、準(zhǔn)確分期、最優(yōu)治療和預(yù)后評估尤為重要。在UCC的檢查中，國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟（FIGO）分期作為國際公認(rèn)的UCC分期系統(tǒng)，主要依賴于婦科檢查及宮頸病理活檢進(jìn)行評估腫瘤分期，但因臨床檢查技術(shù)的有創(chuàng)性及判斷癌癥對周圍組織的侵犯范圍、轉(zhuǎn)移情況準(zhǔn)確率較低，所以臨床上多結(jié)合影像學(xué)檢查對UCC進(jìn)行輔助分期診斷。MRI技術(shù)具有良好的軟組織分辨率，可以清晰的顯示宮頸、子宮及其周圍組織的關(guān)系，使其成為首選的影像學(xué)檢查方式，然而常規(guī)MRI技術(shù)提供的解剖學(xué)信息在UCC診斷及分期中的價值有限。近年來，國內(nèi)外學(xué)者利用磁共振動態(tài)增強(qiáng)檢查（DCE-MRI）與藥代動力學(xué)模型相結(jié)合來反映腫瘤組織的微血管通透性，不僅能提供腫瘤大小、周圍浸潤等解剖學(xué)信息，同時可以用半定量及定量等指標(biāo)提供功能方面的信息。

DCE-MRI是一種結(jié)合形態(tài)學(xué)和血流動力學(xué)的功能影像學(xué)成像技術(shù)。通過連續(xù)快速的掃描采樣，獲得對比劑注射后連續(xù)動態(tài)的磁共振信息，進(jìn)而觀察對比劑在正常和病變組織內(nèi)的分布及代謝情況，并繪制出時間-信號強(qiáng)度曲線（TIC），評估曲線變化對腫瘤進(jìn)行診斷；同時，借助半定量及定量參數(shù)來實時反映腫瘤組織內(nèi)部的血流灌注、滲透性等微環(huán)境改變，間接提供反映腫瘤病理生理特性的功能信息，為腫瘤微循環(huán)的探究提供了可靠的依據(jù)。本文主要介紹DCE-MRI技術(shù)在UCC診治中的應(yīng)用進(jìn)展。

1 DCE-MRI技術(shù)介紹

常用設(shè)備為1.5T或3.0TMR機(jī)器，采用多通道線圈覆蓋整個盆腔（下腹部至盆底），先行常規(guī)序列掃描，如：矢狀位、冠狀位及軸位TSET2WI、軸位T1WI；再經(jīng)肘靜脈以3 ml/s流率注射小分子順磁性對比劑釓噴酸葡胺（Gd-DTPA，0.1ml/kg）后，采用T1加權(quán)脂肪抑制3D梯度回波序列（3D-T1）進(jìn)行軸位動態(tài)增強(qiáng)掃描；接著再進(jìn)行軸位、冠狀位及矢狀位的增強(qiáng)延遲掃描。掃描獲得的動態(tài)增強(qiáng)連續(xù)圖像，經(jīng)工作站進(jìn)行運(yùn)動校正、圖像配準(zhǔn)處理后，結(jié)合常規(guī)T2WI圖像找出信號異常的可疑病灶并繪制感興趣區(qū)（ROI），且避開宮頸管、鈣化、出血、壞死及囊變區(qū)等，從而得到DCE-MRI的定性、半定量及定量分析結(jié)果。

1.1 定性分析 通過對病灶ROI的TIC形態(tài)的分析，可以直觀反映宮頸病變組織的血供特點(diǎn)及血流動力學(xué)情況，有助于腫瘤良惡性的判斷。TIC的曲線分類，各學(xué)者的描述及排序略有不同，但總體上通常采用Geirnaerdt法將TIC分為3種分型：I型曲線，形態(tài)與正常宮頸組織相近似，曲線平坦或輕微上升，即早期增高后出現(xiàn)相對平衡狀態(tài)，稱為“平臺型”；II型曲線，與正常宮頸組織增強(qiáng)曲線不平行，且呈緩慢上升趨勢，即信號強(qiáng)度逐漸增高后仍持續(xù)增高，稱為“流入型”或“上升型”；III型曲線，與正常宮頸組織增強(qiáng)曲線不平行，信號強(qiáng)度于早期增強(qiáng)達(dá)峰值后，出現(xiàn)較短暫的平臺期，隨即出現(xiàn)信號強(qiáng)度的下降，稱為“流出型”。TIC是DCE-MRI信號強(qiáng)度隨時間變化的反映，可得到腫瘤強(qiáng)化過程中更加精細(xì)的信息，研究表明TIC在腫瘤分級中也展現(xiàn)出重要的臨床價值。

1.2 半定量分析 半定量分析是對 TIC的定量化分析，不涉及藥代動力學(xué)模型的應(yīng)用，獲得的半定量參數(shù)有：（1）最大增強(qiáng)斜率（MSI），為曲線上升最陡峭的一段的斜率值，反映微血管血液流入的速度，是血流量的直接指標(biāo)。（2）達(dá)峰時間（TP），是指從動態(tài)增強(qiáng)掃描開始到腫瘤信號強(qiáng)度達(dá)到峰值時所需要的總時間，反映血管阻力，與血容量及血流量有關(guān)。因此TP值短可反映惡性腫瘤血管通透性高，對比劑通過血管內(nèi)皮細(xì)胞的速度增加，惡性腫瘤的TP值明顯低于良性組織。（3）信號增強(qiáng)率（SER）是增強(qiáng)后的信號強(qiáng)度相對于增強(qiáng)前的相對增強(qiáng)率，與組織微血管血容量、血管通透性及細(xì)胞外間隙有關(guān)。

1.3 定量分析 定量分析是以多種藥代動力學(xué)模型為基礎(chǔ)，通過量化病變組織血供與細(xì)胞間隙之間的對比劑交換以評價組織灌注和血管內(nèi)皮細(xì)胞完整性的分析方法，定量分析需要已知的動脈輸入函數(shù)（AIF），以排除參數(shù)受對比劑注射流率及患者血流狀態(tài)的影響，其處理后得到可重復(fù)的全定量參數(shù)。后處理藥代動力學(xué)模型有多種，如Tofts模型、EXTofts模型、傳統(tǒng)兩室（CC）模型、分布式參數(shù)（DP）模型和絕熱近似組織均勻性（AATH）模型等，目前在UCC中應(yīng)用較多的是Tofts模型。經(jīng)過后處理獲得的定量參數(shù)有：（1）容量轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)（Ktrans），指對比劑從血管內(nèi)擴(kuò)散到血管外的能力，即血漿與血管外細(xì)胞外間隙（EES）之間的轉(zhuǎn)移常數(shù)，主要是反映血管壁的滲透性和血管內(nèi)皮細(xì)胞的完整性；（2）速率常數(shù)（Kep），指對比劑從組織間隙內(nèi)重新擴(kuò)散回到血管內(nèi)的速度常數(shù)，即對比劑的廓清率；（3）血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)（Ve），指對比劑在EES占有的百分比，提示組織血管外細(xì)胞外間隙的大小，其與腫瘤細(xì)胞大小成反比，與組織細(xì)胞基質(zhì)成正比。

2 DCE-MRI定性及定量指標(biāo)在UCC診斷及臨床分期的應(yīng)用

2.1 DCE-MRI的TIC在UCC的應(yīng)用 UCC DCEMRI的TIC多表現(xiàn)為前述的III型，即“流出型”。惡性組織多有管壁不成熟的大量新生血管形成及微血管通透性增加，故早期強(qiáng)化是惡性病灶的特點(diǎn)。根據(jù)該特點(diǎn)UCC TIC對比正常宮頸的上升支更加陡峭，因而有一些學(xué)者將“流出型”TIC上升支的曲線形態(tài)細(xì)分為“速升型”和“緩升型”，前者常見，即在動脈早期瘤體即可見明顯快速強(qiáng)化，信號強(qiáng)度高于正常宮頸組織，靜脈期及延遲期對比劑逐漸退出，且延遲期病灶中心呈低信號，病灶周緣呈稍高信號。“速升型”病理上主要由腫瘤細(xì)胞構(gòu)成，周圍為少許間質(zhì)組織，對放化療敏感?！熬徤汀钡牟±韺W(xué)主要是由纖維組織組成，腫瘤細(xì)胞較少數(shù)，因此對放化療不敏感。

2.2 DCE-MRI半定量參數(shù)和定量參數(shù)在UCC的應(yīng)用 DCE-MRI揭示了活體的血流動力學(xué)改變，在注射對比劑后，病灶早期強(qiáng)化主要與對比劑在腫瘤組織的異常微血管充填有關(guān)，后期的強(qiáng)化主要與血管對比劑滲入組織間隙有關(guān)。目前研究表明，Ktrans、Kep、Ve、TP和MSI不僅有助于診斷UCC，而且在宮頸鱗癌與腺癌的鑒別方面也有一定的意義；同時Ktrans、Kep、Ve及MSI還有助于鑒別宮頸鱗癌的分化程度。另有研究表明，DCE-MRI定量分析中，Ktrans值在UCC組織明顯升高，高于正常宮頸組織，Ktrans值升高可能與微血管透過性增高有關(guān)，其值越高，提示UCC灶的異常微血管數(shù)及通透性越高，代謝越快，惡性程度也可能越高。Ktrans可能成為今后UCC診斷及療效評價的新標(biāo)記物。因此，動態(tài)增強(qiáng)在某種程度上可定量分析腫瘤的血管生成情況，為無創(chuàng)性微血管研究提供了依據(jù)。與常規(guī)MRI相比，動態(tài)增強(qiáng)掃描可增加腫瘤與正常子宮組織的信號對比，不僅能提高腫瘤的發(fā)現(xiàn)率，而且判斷病灶對周圍的浸潤情況也更準(zhǔn)確，對宮頸基質(zhì)浸潤的判斷（＞3mm）具有更高的敏感性及特異性。所以，UCC患者可采用DCE-MRI掃描，以便更好的指導(dǎo)腫瘤分期，為患者制定合理的治療方案。

3 DCE-MRI對UCC放化療療效的評估及復(fù)發(fā)的預(yù)測

根據(jù)UCCFIGO分期，IIb期以下患者一般盡早采取外科手術(shù)治療，IIb期及以上患者采取放化療或放化療后再施以手術(shù)治療。DCE-MRI的定性、定量指標(biāo)在UCC的放化療療效的評估方面也有重要的價值。有研究表明，MR動態(tài)增強(qiáng)呈明顯強(qiáng)化的腫瘤組織放化療效果好，而在MR動態(tài)增強(qiáng)中未明顯強(qiáng)化的組織放化療效果不好。因此，在MR動態(tài)增強(qiáng)中，UCC的強(qiáng)化程度可用來預(yù)測其放化療的療效。另外，在UCC放化療期間，定量參數(shù)（如Ktrans、Ve和Kep）常發(fā)生顯著變化，其中Ktrans和Ve在治療早期顯著上升，可以反映腫瘤組織的消退情況。在放療后TIC曲線改變?yōu)槠脚_型或上升型比例增大，半定量及定量指標(biāo)也均有下降。

UCC轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)與原發(fā)腫瘤的MR動態(tài)強(qiáng)化特點(diǎn)相似，尤其是當(dāng)淋巴結(jié)中央出現(xiàn)壞死時，增強(qiáng)掃描出現(xiàn)特征性的環(huán)形強(qiáng)化，其陽性預(yù)測值可達(dá)100%。有研究發(fā)現(xiàn)，宮頸腺癌復(fù)發(fā)率高于鱗癌，其Ktrans、Kep和Ve值均高于鱗癌，易發(fā)生周圍侵犯及早期轉(zhuǎn)移。在復(fù)發(fā)UCC中，Ktrans顯著升高，有較高的診斷效能?？傊珼CE-MRI的定量參數(shù)對判斷UCC放化療的療效和復(fù)發(fā)預(yù)測方面有較高的價值。

4 DCE-MRI應(yīng)用的局限性

首先，目前缺乏統(tǒng)一的MRI掃描序列及對比劑注射的規(guī)范方案，盡管MRI掃描技術(shù)的不斷進(jìn)步和序列調(diào)整與更新有助于提高圖像分辨率，能更加準(zhǔn)確地描述腫瘤的特征，但這些無意中降低了MRI研究的可比性。因此，MRI技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化被認(rèn)為是改善研究的關(guān)鍵。其次，DCE圖像的后處理和分析需要做大量工作，包括動脈輸入函數(shù)的選取、ROI的劃定、藥代動力學(xué)模型的選擇及后處理參數(shù)的分析等，這些在業(yè)內(nèi)都存在差異、缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使得研究的再現(xiàn)性較低。另外，DCE-MRI需要注射對比劑，增加了掃描時間，限制了其在UCC分期中的推廣應(yīng)用。TIC受技術(shù)參數(shù)影響較大，選取準(zhǔn)確的ROI及多點(diǎn)取平均值，可減少分析偏差。

MRI檢查本身存在的局限性：如子宮內(nèi)有金屬節(jié)育環(huán)、人工瓣膜、心臟起搏器或神經(jīng)刺激器患者禁止進(jìn)行MRI檢查；MRI檢查時間過長，對于具有幽閉恐懼癥或身體狀況較差者應(yīng)慎用。

5 結(jié)論

DCE-MRI結(jié)合常規(guī) MRI檢查是一種無創(chuàng)的、可同時反映組織解剖及功能信息的 MRI功能成像方法，定性、半定量及定量參數(shù)分析可為UCC的診斷、分期、放化療療效的評估及腫瘤的復(fù)發(fā)等方面提供可靠的量化信息，結(jié)合婦科檢查及活檢，能為UCC的準(zhǔn)確分期及治療方案的制定提供有力的依據(jù)。